Forschungsbericht 2025

Medizintechnische und Intelligente Systeme E-1

Leitung: Schlaefer, Alexander
Oberingenieurin: Latus, Sarah

Institut auf TORE
Institutswebsite

The Institute of Medical Technology and Intelligent Systems at Hamburg University of Technology (TUHH) was established in fall 2013. Our research focuses on medical robotics, image guidance, soft tissue navigation, treatment planning and machine learning.

Also, our group has more than 20 years of practical experience with artificial intelligence methods in medicine.

We collaborate with a number of clinical partners, research groups, and medical technology companies, in Europe, the U.S., and China.

Publikationen

• Gender and age-related decline in lower limb standing muscle strength: benchmarking for rehabilitation assessment - Journal Article
  Raudonis, Vidas; Staneikaite, Viktorija; Kubiliūtė, Ugnė; Kubilius, Raimondas; Grube, Sarah; Neidhardt, Maximilian; Schlaefer, Alexander; Tankevičius, Gediminas
  Sensors 26 (1): 69 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Robust tracking with particle filtering for fluorescent cardiac imaging - Journal Article
  Guttikonda, Suresh; Neidhardt, Maximilian; Sprenger, Johanna; Petersen, Johannes; Detter, Christian; Schlaefer, Alexander
  Current Directions in Biomedical Engineering 11 (2): 57-60 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Learning-based target localization in robotic radioguided surgery in noisy environments - Journal Article
  Meyling, Michael; Latus, Sarah; Maack, Lennart; Miščikas, Laurynas; Rojas, M.; Maurer, Tobias; Schlaefer, Alexander
  Current Directions in Biomedical Engineering 11 (2): 88-91 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Tracking any point methods for markerless 3D tissue tracking in endoscopic stereo images - Journal Article
  Reuter, Konrad; Guttikonda, Suresh; Latus, Sarah; Maack, Lennart; Betz, Christian Stephan; Maurer, Tobias; Schlaefer, Alexander
  Current Directions in Biomedical Engineering 11 (2): 96-99 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Surgical instrument-tissue interaction recognition with multi-task-attention video transformer - Journal Article
  Maack, Lennart; Cam, Berk; Latus, Sarah; Maurer, Tobias; Schlaefer, Alexander
  International Journal of Computer assisted Radiology and Surgery 21: 21-30 (2026)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• The Pelvic Rosetta Classification project: an interdisciplinary proposal for a lymph node map of the pelvis in prostate cancer - Journal Article
  Ortner, Gernot; Hoderlein, Xenia; Barbato, Francesco; Beyersdorff, Dirk; Budäus, Lars; Burger, Irene A.; Eiber, Matthias; Graefen, Markus; Hadaschik, Boris; Haese, Alexander; Herrmann, Ken; Maack, Lennart; Maric, Ines; Mattei, Agostino; Rauscher, Isabel; Salomon, Georg; Sauer, Markus; Schimmöller, Lars; Schlaefer, Alexander; Schlemmer, Heinz-Peter; Spohn, Simon K.B.; Umutlu, Lale; Walz, Jochen Christoph; Würnschimmel, Christoph; Koehler, Daniel; Maurer, Tobias
  Journal of Nuclear Medicine 66 (11): (2025)
  Publisher DOI
  
  
• A provably safe controller for the needle-steering problem using online strategy synthesis - Journal Article
  Lehmann, Sascha; Rogalla, Antje; Neidhardt, Maximilian; Schlaefer, Alexander; Schupp, Sibylle
  Science of Computer Programming 245: 103314 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• A mobile robotic approach to autonomous surface scanning in legal medicine - Journal Article
  Grube, Sarah; Latus, Sarah; Fischer, Martin; Raudonis, Vidas; Heinemann, Axel; Ondruschka, Benjamin; Schlaefer, Alexander
  International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery (in Press): (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• A digital twin for robotic post mortem tissue sampling using virtual reality - Journal Article
  Neidhardt, Maximilian; Bosse, Ludwig; Raudonis, Vidas; Allgoewer, Kristina; Heinemann, Axel; Ondruschka, Benjamin; Schlaefer, Alexander
  IEEE Robotics and automation letters 10 (11): 11141-11147 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Tracking Any Point Methods for Markerless 3D Tissue Tracking in Endoscopic Stereo Images - Conference Paper
  Reuter, Konrad; Guttikonda, Suresh; Latus, Sarah; Maack, Lennart; Betz, Christian Stephan; Maurer, Tobias; Schlaefer, Alexander
  24. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Computer- und Roboterassistierte Chirurgie, CURAC 2025
  Publisher DOI
  
  
• Robust tracking with particle filtering for fluorescent cardiac imaging - Preprint
  Guttikonda, Suresh; Neidhardt, Maximilian; Sprenger, Johanna; Petersen, Johannes; Detter, Christian; Schlaefer, Alexander
  arXiv: 2508.05262 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Do We Need Pre-Processing for Deep Learning Based Ultrasound Shear Wave Elastography? - Conference Paper
  Grube, Sarah; Grünhagen, Sören; Latus, Sarah; Meyling, Michael; Schlaefer, Alexander
  24th Annual Meeting of the German Society for Computer- and Robot-Assisted Surgery, CURAC 2025
  Publisher DOI
  
  
• Deep denoising of volumetric OCT images for in vivo motion detection - Conference Paper
  Sprenger, Johanna; Neidhardt, Maximilian; Mieling, Till Robin; Behrendt, Finn; Schlüter, Matthias; Latus, Sarah; Mia Beine; Gosau, Tobias; Kemmling, Julia; Valentiner, Ursula; Schumacher, Udo; Schlaefer, Alexander
  47th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBC 2025
  Publisher DOI
  
  
• A-scan sequence transformers for palpation with optical coherence elastography - Journal Article
  Mieling, Till Robin; Neidhardt, Maximilian; Behrendt, Finn; Latus, Sarah; Heinemann, Axel; Ondruschka, Benjamin; Schlaefer, Alexander
  Biomedical Optics Express 16 (5): 1925-1943 (2025)
  Publisher DOI
  
  
• Deep Learning for High Speed Optical Coherence Elastography with a Fiber Scanning Endoscope - Journal Article
  Neidhardt, Maximilian; Latus, Sarah; Eixmann, Tim; Hüttmann, Gereon; Schlaefer, Alexander
  IEEE Transactions on Medical Imaging 44 (3): 1445-1453 (2025)
  Publisher DOI
  
  
• Guided reconstruction with conditioned diffusion models for unsupervised anomaly detection in brain MRIs - Journal Article
  Behrendt, Finn; Bhattacharya, Debayan; Mieling, Till Robin; Maack, Lennart; Krüger, Julia; Opfer, Roland; Schlaefer, Alexander
  Computers in Biology and Medicine 186: 109660 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Validating polyp and instrument segmentation methods in colonoscopy through Medico 2020 and MedAI 2021 Challenges - Journal Article
  Jha, Debesh; Sharma, Vanshali; Banik, Debapriya; Bhattacharya, Debayan; Roy, Kaushiki; Hicks, Steven A.; Tomar, Nikhil Kumar; Thambawita, Vajira; Krenzer, Adrian; Ji, Ge Peng; Poudel, Sahadev; Batchkala, George; Alam, Saruar; Ahmed, Awadelrahman M. A.; Trinh, Quoc-Huy; Khan, Zeshan; Nguyen, Tien Phat Thanh; Shrestha, Shruti; Nathan, Sabari; Gwak, Jeonghwan; Jha, Ritika Kumari; Zhang, Zheyuan; Schlaefer, Alexander; Bhattacharjee, Debotosh; Bhuyan, M. K.; Das, Pradip K.; Fan, Deng Ping; Parasa, Sravanthi; Ali, Sharib; Riegler, Michael A.; Halvorsen, Pål; Lange, Thomas de; Bagci, Ulas
  Medical Image Analysis 99: 103307 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  
• Soft tissue characterization from miniaturized imaging probes - Doctoral Thesis
  Latus, Sarah
  Technische Universität Hamburg (2025)
  Open Access
  
  
• Deep learning for paranasal anomaly classification - Doctoral Thesis
  Bhattacharya, Debayan
  Technische Universität Hamburg (2025)
  Open Access
  
  
• Deep Learning-Based Prostate Cancer Risk Prediction on Electronic Health Records and Histopathology Images - Doctoral Thesis
  Fuhlert, Patrick
  Technische Universität Hamburg (2025)
  Open Access
  
  
• Automatic Segmentation of Vestibular Schwannoma From MRI Using Two Cascaded Deep Learning Networks - Journal Article
  Häußler, Sophia Marie; Betz, Christian S.; Della Seta, Marta; Eggert, Dennis; Schlaefer, Alexander; Bhattacharya, Debayan
  Laryngoscope, 135 (4): 1301-1308 (2025)
  Open Access | Publisher DOI
  
  

Projekte

• HyperTUM - Kombinierte hyperspektrale Bildgebung und KI-gesteuerte Präzisionslaser-Onkochirurgie
  Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR); Laufzeit 2025-2028
  Projektleitung: Schlaefer, Alexander
  Externe beteiligte Einrichtungen: Universitätsklinikum Jena; Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE); Evangelischen Hochschule Ludwigsburg; Asclepion Laser Technologies
  
  
• NICE-PSMA - Navigation, Ergebnisse und Lebensqualität bei Prostatacarzinompatienten nach PSMA-gezielter Chirurgie
  Deutsche Krebshilfe; Laufzeit 2025-2028
  Projektleitung: Schlaefer, Alexander
  
  
• uNBiased - Verbesserte Früherkennung von Tumoren des Kehlkopfes und deren Vorstufen durch Kombination von ambulanten Narrow-Band-Imaging und Methoden der künstlichen Intelligenz
  Deutsche Krebshilfe; Laufzeit 2025-2028
  Projektleitung: Schlaefer, Alexander
  Externe beteiligte Einrichtungen: Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE); Klinikum der Universität München ; Universitätsklinikum Gießen und Marburg; Universitätsklinikum Ulm; Universitätsmedizin Essen
  
  
• I³-Junior-Project – Robot-based verification of numerical wrinkling analysis of membranes
  Technische Universität Hamburg; Laufzeit 2025-2026
  Projektleitung: Burgwedel, Timon; Neidhardt, Maximilian
  
  
• NaviTip - Entwicklung der algorithmischen Trajektorienplanung innerhalb eines vordefinierten Arbeitsraumes im OP
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2025-2027
  Projektleitung: Schlaefer, Alexander
  
  
• KiMeKo - Aufbau einer norddeuschen KI-Med-Kollaborationsplattform
  Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR); Laufzeit 2024-2027
  Projektleitung: Ay, Nihat
  Co-Projektleitung: Schlaefer, Alexander
  Externe beteiligte Einrichtungen: UniTransferKlinik Lübeck GmbH; Universität zu Lübeck; Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE); University of Rostock; Universität Bremen; University Medicine Greifswald; VDI/VDE Innovation + Technik GmbH
  
  
• MARLOC - Präzise, markerlose semantische Lageverfolgung von Weichgeweben
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2024-2027
  Projektleitung: Schlaefer, Alexander
  Externe beteiligte Einrichtungen: Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE)
  
  
• SYNTRA - Einwicklung einer Pipeline für generative Modelle zur ungezielten Erzeugung von Bilddaten für Vor-Training, zur gezielten Synthese mit Patientenmerkenden und zur Generierung neuer Bilddaten auf Basis von Referenzbildern
  Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK); Laufzeit 2023-2026
  Projektleitung: Schlaefer, Alexander
  
  
• SustAInLivWork - Centre of Excellence of Al for Sustainable Living and Working
  European Commission; Laufzeit 2023-2029
  Projektleitung: Schlaefer, Alexander
  Externe beteiligte Einrichtungen: Kaunas University of Technology; Vilnius Gediminas Technical University; Vytautas Magnus University; Lithuanian University of Health Sciences; Tampere University Foundation
  
  
• ACE - Accelerating the Home Care Innovation Ecosystem of the Future in the North Sea Region
  European Commission; Laufzeit 2023-2026
  Projektleitung: Schlaefer, Alexander
  Externe beteiligte Einrichtungen: RISE Research Institutes of Sweden AB; Innovation Skåne AB; Höganäs Care; Brabant Development Agency; Oost NL – East Netherlands Development Agency; HAN University of Applied Sciences; Municipality of Aarhus; Municipality of Vesthimmerland; ESN European Social Network; Thomas More University of Applied Sciences - Living & Care Lab; Boone NV - PRoF; Biotech Sante Bretagne; CoWorkHit Innovation Centre
  
  
• Zeitbeschränktes Model-Checking und verifikationsbewusster Systementwurf für medizinische cyber-physikalische Systeme
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021-2025
  Projektleitung: Schlaefer, Alexander; Schupp, Sibylle
  
  

Kooperationspartner

• Europäisches Cyberknife Zentrum München
• Universität zu Lübeck
• jung diagnostics GmbH
• Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Lübeck
• Martini-Klinik am UKE GmbH
• Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel
• Philips GmbH Innovative Technologies
• ATLAS medical technologies GmbH
• Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE)